精品解析：甘肃省庆阳市华池县第一中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题

甘肃省庆阳市华池县第一中学2024-2025学年高二下学期5月期中 物理试题 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 一长直导线通以正弦交流电，在导线下有一断开的线圈，如图所示。那么，相对于a来说，b的电势最高时是在（　　） A. 交流电流方向向右，电流减少到零时 B. 交流电流方向向左，电流减少到零时 C. 交流电流方向向右，电流强度最大时 D. 交流电流方向向左，电流强度最大时 2. 如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为θ斜向上，金属杆ab始终静止于水平导轨上，则以下正确的是（　　） A. 金属杆受到的安培力的大小为 B. 金属杆所受摩擦力大小为 C. 金属杆对导轨压力可以为0 D. 仅使磁感应强度B反向，其它条件不变，摩擦力大小不变 3. 如图甲所示，100匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若外接电阻的阻值，线圈的电阻，则下列说法正确的是（　　） A. 时通过线圈的磁通量为零 B. 时线圈恰好垂直中性面 C. 电压表的示数为 D. 线圈中产生的感应电动势表达式 4. 如图，L是自感系数很大、电阻不计的线圈，a、b是两个相同的小灯泡，在开关S由断开到闭合的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 开始流过b电流方向自左向右，电路稳定后没有电流流过b B. 开始流过b电流方向自右向左，电路稳定后没有电流流过b C. 开始流过b电流方向自左向右，电路稳定后仍有电流流过b D. 开始流过b电流方向自右向左，电路稳定后仍有电流流过b 5. 在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为。、为定值电阻，，为滑动变阻器，滑片位于图中位置时。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. B. 一个周期内，整个电路消耗的电能为 C. 若将的滑片上移，的功率将减小 D. 若将的滑片上移，的电流将增大 6. 如图所示，甲为某无线门铃按钮，其原理如图乙所示，按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮，磁铁远离螺线管，回归原位置。下列说法正确的是（ ） A. 按住按钮不动，门铃可以持续响 B. 松开按钮过程，螺线管A端电势较高 C. 按下按钮过程，通过门铃的电流方向是A到B D. 无论快速按下按钮，还是缓慢按下按钮，螺线管产生的感应电流大小都相同 7. 如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒在MN与PQ之间部分的电阻为R，当ab棒沿导轨下滑的距离为x时，棒的速度大小为v。则在这一过程中（　　） A. 金属棒ab做匀加速运动 B. 通过金属棒ab横截面的电荷量为 C. 金属棒ab产生的焦耳热为 D. 金属棒ab的最大速度为 二、多选题（每题5分，共15分） 8. 是两个完全相同的电热器，通以图甲所示的方波式交变电流，通以图乙所示的交变电流。下列说法正确的是（　　） A. 图甲交变电流的有效值为 B. 图乙交变电流的有效值为 C. 这两个电热器的电功率之比 D. 这两个电热器的电功率之比 9. 在如图所示的电路中，C是平行板电容器，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S，下列说法正确的是（　　） A. 当A板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在增加 B. 当B板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在减小 C. 仅减小电容器两极板间的距离，LC振荡电路的周期将变大 D. 减小电容器两极板间的距离，同时增加电感线圈的匝数，LC振荡电路的周期可能不变 10. 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数，线圈面积，线圈的电阻。线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求（　　） A. 内电流由a经电阻R流向b B. 内线圈内产生的感应电动势为 C. 第时电阻R消耗的功率 D. 前内通过R的电荷量为 三、填空题 11. 如图，矩形线框ABCD的匝数为N，面积为S，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，线框从图示位置（即线框平面与磁感线垂直的位置）开始绕轴以恒定的角速度沿逆时针方向转动，线框通过两个电刷与外电路连接。外电路中理想变压器原、副线圈的匝数比为，定值电阻、的阻值均为R，忽略线框及导线电阻。则矩形线框转动半圈的过程中，通过电阻的电荷量为______。矩形线框连续转动时，矩形线框的输出功率为______。 12. 某同学做“探究感应电流产生的条件”的实验时，由于没有滑动变阻器，于是他用一个光敏电阻（光照越强电阻越小，反之越大）和一个可调节光照强度的光源替代滑动变阻器。图甲中实验器材有部分已用导线连接。 （1）请用笔画线代替导线将图中的实验电路连接完整______。 （2）闭合电键的瞬间，观察到电流表G的指针向右偏转。那么闭合电键后，增强可调光源强度，电流表G的指针将向______偏转（填“左”或“右”）。 （3）该同学根据感应电流产生的条件，想利用摇绳发电。如图乙所示，把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合导体回路。两个同学沿______（选填“东西”或“南北”）方向站立并迅速摇动这条电线时，发电的可能性比较大。 三、解答题 13. 图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。取3.14，求： （1）交流发电机产生的电动势的最大值； （2）电阻R的电功率及线圈从图示位置转过过程中流过电阻R的电荷量。 14. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）粒子的速度为多少？ （2）速度选择器两板间电压为多少？ （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为多大？ 15. 如图，电阻可忽略的足够长的光滑平行金属导轨间距l＝1.0m，倾角θ＝30°，导轨上端ab接一阻值R＝1.5Ω的电阻，磁感应强度B＝1.0T的匀强磁场垂直于轨道平面向上，阻值r＝0.5Ω，质量m＝0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端某处由静止释放，下滑距离d＝1.2m时刚好达到最大速度，重力加速度g＝10m/s2，求： （1）金属棒的最大速度vm的大小； （2）从开始运动到刚好达到最大速度的过程中，金属棒上产生的焦耳热Qr； （3）金属棒从开始运动到刚好达到最大速度所用的时间t． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 甘肃省庆阳市华池县第一中学2024-2025学年高二下学期5月期中 物理试题 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 一长直导线通以正弦交流电，在导线下有一断开的线圈，如图所示。那么，相对于a来说，b的电势最高时是在（　　） A. 交流电流方向向右，电流减少到零时 B. 交流电流方向向左，电流减少到零时 C. 交流电流方向向右，电流强度最大时 D. 交流电流方向向左，电流强度最大时 【答案】A 【解析】 【详解】要使线圈中的感应电动势最大，即磁通量的变化率最大，可知此时正弦交流电的电流变化率应该最大，故此时电流为减少到零时；当交流电流方向向左时，根据右手螺旋定则可知线圈中的磁感线垂直纸面向外，并在减小，根据楞次定律可知此时线圈中a点电势高；当交流电流方向向右，根据右手螺旋定则可知线圈中的磁感线垂直纸面向里，并在减小，根据楞次定律可知此时线圈中b点电势高。 故选A。 2. 如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为θ斜向上，金属杆ab始终静止于水平导轨上，则以下正确的是（　　） A. 金属杆受到的安培力的大小为 B. 金属杆所受摩擦力大小为 C. 金属杆对导轨压力可以为0 D. 仅使磁感应强度B反向，其它条件不变，摩擦力大小不变 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对金属杆做受力分析，如图所示 金属杆受到的安培力的大小为。 水平方向，由平衡条件得 故A B错误； C．竖直方向，由平衡条件得 由牛顿第三定律得金属杆对导轨压力大小 因水平方向必须存在摩擦力才能保持平衡，故金属杆对导轨压力不可以为0。 D．仅使磁感应强度B反向，其它条件不变，受力分析如图所示 摩擦力大小 不变。 故选D。 3. 如图甲所示，100匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若外接电阻的阻值，线圈的电阻，则下列说法正确的是（　　） A. 时通过线圈的磁通量为零 B. 时线圈恰好垂直中性面 C. 电压表的示数为 D. 线圈中产生的感应电动势表达式 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据乙图可知时感应电动势为0，故此时线圈处于中性面位置，通过线圈的磁通量最大，AB错误； C．感应电动势的有效值为 电压表测的是电阻R两端电压，有 C正确； D．根据乙图可知，线圈的转动周期为 可得线圈中产生的感应电动势表达式为 D错误。 故选C。 4. 如图，L是自感系数很大、电阻不计的线圈，a、b是两个相同的小灯泡，在开关S由断开到闭合的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 开始流过b电流方向自左向右，电路稳定后没有电流流过b B. 开始流过b电流方向自右向左，电路稳定后没有电流流过b C. 开始流过b电流方向自左向右，电路稳定后仍有电流流过b D. 开始流过b电流方向自右向左，电路稳定后仍有电流流过b 【答案】A 【解析】 【详解】当S闭合瞬间，由于自感线圈的自感系数很大，所以感抗很大，几乎为断路，两灯相当于串联，同时获得电压，同时发光；随着电路逐渐稳定，流过线圈L电流的增加，感抗逐渐减小，当电流稳定时，由于线圈的电阻不计，所以b逐渐变暗直到线圈中电流稳定后灯泡b被短路，完全熄灭；开始流过b电流方向自左向右，电路稳定后没有电流流过b，A正确，BCD错误。 故选A。 5. 在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为。、为定值电阻，，为滑动变阻器，滑片位于图中位置时。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. B. 一个周期内，整个电路消耗的电能为 C. 若将的滑片上移，的功率将减小 D. 若将的滑片上移，的电流将增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．依题意，可得副线圈两端的电压有效值为 则原线圈两端的电压及电流有效值分别为 可得 故A错误； B．一个周期内，整个电路消耗的电能为 故B正确； CD．若将的滑片上移，则接入电路中的有效阻值增大，负载电阻增大，副线圈的电流将减小，根据理想变压器的电流与匝数比关系可知，原线圈中的电流也将减小，即流经的电流将减小，则变压器输入端的电压将增大，根据理想变压器的电压与匝数比关系可知，输出端电压也将增大，根据，则的功率将增大，故CD错误。 故选B。 6. 如图所示，甲为某无线门铃按钮，其原理如图乙所示，按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮，磁铁远离螺线管，回归原位置。下列说法正确的是（ ） A. 按住按钮不动，门铃可以持续响 B. 松开按钮过程，螺线管A端电势较高 C. 按下按钮过程，通过门铃的电流方向是A到B D. 无论快速按下按钮，还是缓慢按下按钮，螺线管产生的感应电流大小都相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，则无感应电流产生，则门铃不响，选项A错误； B．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，螺线管A端电势较高，选项B正确； C．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，通过门铃的电流方向是B到A，选项C错误； D．快速按下按钮，穿过螺线管的磁通量变化较快，产生的感应电动势较大，螺线管产生的感应电流大小较大，选项D错误。 故选B。 7. 如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒在MN与PQ之间部分的电阻为R，当ab棒沿导轨下滑的距离为x时，棒的速度大小为v。则在这一过程中（　　） A. 金属棒ab做匀加速运动 B. 通过金属棒ab横截面的电荷量为 C. 金属棒ab产生的焦耳热为 D. 金属棒ab的最大速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．在ab加速运动的某时刻，根据牛顿第二定律可得 mgsinθ-BIL=ma 又 联立解得 可知金属棒ab运动的加速度大小随着速度的增大而减小，所以加速度为一个变量，选项A错误； B．通过金属棒ab横截面的电荷量为 选项B正确； C．金属棒ab产生的焦耳热为Q，根据动能定理可得 解得 因安培力随速度不断变化，则不能用W=Fx求解安培力的功，选项C错误； D．金属棒ab达到最大速度，有 解得 选项D错误。 故选B。 二、多选题（每题5分，共15分） 8. 是两个完全相同的电热器，通以图甲所示的方波式交变电流，通以图乙所示的交变电流。下列说法正确的是（　　） A. 图甲交变电流的有效值为 B. 图乙交变电流的有效值为 C. 这两个电热器的电功率之比 D. 这两个电热器的电功率之比 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．根据有效值的定义，有 解得 故A正确； B．根据有效值的定义，有 解得 故B正确； CD．根据可得 故C正确，D错误． 故选ABC。 9. 在如图所示的电路中，C是平行板电容器，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S，下列说法正确的是（　　） A. 当A板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在增加 B. 当B板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在减小 C. 仅减小电容器两极板间的距离，LC振荡电路的周期将变大 D. 减小电容器两极板间的距离，同时增加电感线圈的匝数，LC振荡电路的周期可能不变 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当A板上所带的正电荷逐渐增多时，电容器中电场能增加，则线圈中磁场能减小，LC振荡电路中的电流在减小，故A错误； B．当B板上所带的正电荷逐渐增多时，电容器中电场能增加，则线圈中磁场能减小，LC振荡电路中的电流在减小，故B正确； C．仅减小电容器两极板间的距离，根据 可知电容器电容变大，LC振荡电路的周期将变大，故C正确； D．减小电容器两极板间的距离，同时增加电感线圈的匝数，根据 可知电容器电容变大，电感线圈自感系数变大，则LC振荡电路的周期将变大，故D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数，线圈面积，线圈的电阻。线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求（　　） A. 内电流由a经电阻R流向b B. 内线圈内产生的感应电动势为 C. 第时电阻R消耗的功率 D. 前内通过R的电荷量为 【答案】ACD 【解析】 【详解】BC．由图像可知0~4s内 根据 由闭合电路欧姆定律得 则第时电阻R消耗的功率为 故B错误，C正确； D．前4s内通过R的电荷量 Q=It=0.8C 故D正确； A．内垂直纸面向里的磁感应强度均匀减小，则磁通量减小，由楞次定律可知感应电流为顺时针，则电流由a经电阻R流向b，故A正确。 故选ACD。 三、填空题 11. 如图，矩形线框ABCD的匝数为N，面积为S，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，线框从图示位置（即线框平面与磁感线垂直的位置）开始绕轴以恒定的角速度沿逆时针方向转动，线框通过两个电刷与外电路连接。外电路中理想变压器原、副线圈的匝数比为，定值电阻、的阻值均为R，忽略线框及导线电阻。则矩形线框转动半圈的过程中，通过电阻的电荷量为______。矩形线框连续转动时，矩形线框的输出功率为______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]矩形线框转动时产生的感应电动势的最大值为 有效值为 定值电阻两端的电压等于理想变压器的输入电压，即 流过定值电阻的电流为 矩形线框转动半圈的过程中，通过电阻的电荷量为 [2]矩形线框转动时产生的感应电动势的最大值为 有效值为 定值电阻两端的电压等于理想变压器的输入电压，即 定值电阻消耗的功率为 由理想变压器工作原理可得 定值电阻消耗的功率为 故矩形线框的输出功率为 12. 某同学做“探究感应电流产生的条件”的实验时，由于没有滑动变阻器，于是他用一个光敏电阻（光照越强电阻越小，反之越大）和一个可调节光照强度的光源替代滑动变阻器。图甲中实验器材有部分已用导线连接。 （1）请用笔画线代替导线将图中的实验电路连接完整______。 （2）闭合电键的瞬间，观察到电流表G的指针向右偏转。那么闭合电键后，增强可调光源强度，电流表G的指针将向______偏转（填“左”或“右”）。 （3）该同学根据感应电流产生的条件，想利用摇绳发电。如图乙所示，把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合导体回路。两个同学沿______（选填“东西”或“南北”）方向站立并迅速摇动这条电线时，发电的可能性比较大。 【答案】 ①. ②. 右 ③. 东西 【解析】 【详解】（1）[1]根据电磁感应，A线圈必须与电源连接，该电流激发出原磁场，B线圈与灵敏电流计连接，形成新回路，实物连接如图所示 （2）[2]闭合电键的瞬间，观察到电流表G的指针向右偏转，表明穿过线圈B的磁通量增大时，电流表G的指针向右偏转。当增强可调光源强度时，光敏电阻阻值减小，电流增大，则穿过线圈B的磁通量增大时，电流表G的指针向右偏转。 （3）[3]由于地磁场沿南北方向，只有电线与磁场垂直，即电线位于东西方向时，摇动这条电线时，发电的可能性比较大，可知两个同学应该沿东西站立。 三、解答题 13. 图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。取3.14，求： （1）交流发电机产生的电动势的最大值； （2）电阻R的电功率及线圈从图示位置转过过程中流过电阻R的电荷量。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）由图像可知 ， 交流发电机产生的电动势的最大值为 （2）电动势有效值为 电路中电流的有效值为 电阻R的电功率为 从图示位置转过过程中流过电阻R的电荷量为 14. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）粒子的速度为多少？ （2）速度选择器两板间电压为多少？ （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为多大？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在A加速器中做加速直线运动，由动能定理得 解得粒子的速度为 （2）粒子在B速度选择器中做匀速直线运动，由受力平衡条件得 解得速度选择器两板间电压为 （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 可得匀速圆周运动的半径为 15. 如图，电阻可忽略的足够长的光滑平行金属导轨间距l＝1.0m，倾角θ＝30°，导轨上端ab接一阻值R＝1.5Ω的电阻，磁感应强度B＝1.0T的匀强磁场垂直于轨道平面向上，阻值r＝0.5Ω，质量m＝0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端某处由静止释放，下滑距离d＝1.2m时刚好达到最大速度，重力加速度g＝10m/s2，求： （1）金属棒的最大速度vm的大小； （2）从开始运动到刚好达到最大速度的过程中，金属棒上产生的焦耳热Qr； （3）金属棒从开始运动到刚好达到最大速度所用的时间t． 【答案】（1）2m/s（2）0.2J（3）1s 【解析】 【详解】（1）金属棒的速度达到最大时，合外力0，设电流为I，由平衡条件有：mgsinθ＝BIl 感应电动势为：E＝Blvm 由闭合电路欧姆定律有： 代入数据得最大速度为：vm＝2m/s （2）设从开始运动到刚好达到最大速度的过程中，回路中产生的热量为Q，由能量守恒定律有： 又有 解得：Qr＝0.2J （3）从开始运动到刚好达到最大速度的过程中，由动量定理有：mgtsinθ﹣BIlt＝mvm 又有 代入数据可得：t＝1s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $